Файл: Краткие сведения о развитии ос unix.ppt

Особенности операционных систем семейства UNIX

Краткие сведения о развитии ОС UNIX

ОС UNIX появилась в конце 60-х годов, как операционная система для мини-ЭВМ PDP-7. Активное участие в разработке приняли Кеннет Томсон и Деннис Ритчи.
Особенностями ОС UNIX стали: многопользовательский режим, новая архитектура файловой системы и др.
В 1973 году большая часть ядра ОС была переписана на новом языке C.
С 1974 года ОС UNIX распространяется в университетах США в исходных кодах.

Версии UNIX

С самого начала распространения UNIX в американских университетах начали появляться различные версии ОС.
Для упорядочивания фирма AT&T в 1982 объединила несколько версий в одну назвала вариант ОС – System III. В 1983 году была выпущена коммерческая версия – System V. В 1993 году AT&T продала свои права на UNIX фирме Novell, которая далее консорциуму X/Open и Santa Cruz Operation (SCO).
Другая линия ОС UNIX – BSD разрабатывается в Калифорнийском университете (Беркли). Существуют бесплатные версии FreeBSD, OpenBSD.
К семейству OSF/1 – Open Software Foundation – относятся ОС консорциума IBM, DEC и Hewlett Packard. К числу ОС данного семейства относятся – HP-UX, AIX, Digital UNIX.

Бесплатные версии ОС семейства UNIX

Существует большое количество бесплатных версий UNIX.
FreeBSD, NetBSD, OpenBSD – варианты, разрабатываемые на основе ОС BSD.
Наиболее популярное семейство бесплатных UNIX-систем – это системы семейства Linux. Первый вариант Linux был разработан Линусом Торвальдсом в 1991 г. В настоящее время существует несколько вариантов Linux: Red Hat, Mandrake, Slackware, SuSE, Debian.

Общие черты UNIX-систем

Различные варианты UNIX обладают рядом общих черт:

Мультипрограммная обработка в режиме разделения времени, основанная на вытесняющей многозадачности;
Поддержка многопользовательского режима;
Использование механизмов виртуальной памяти и свопинга;
Иерархическая файловая система;
Унификация операций ввода/вывода на основе расширенного использования понятия файл;
Переносимость системы;
Наличие сетевых средств взаимодействия.

Достоинства UNIX-систем

К числу достоинств ОС семейства UNIX относят:

Переносимость;
Эффективная реализация многозадачности;
Открытость;
Наличие и строгое соблюдение стандартов;
Единая файловая система;
Мощный командный язык;
Наличие значительного числа программных продуктов;
Реализация стека протокола TCP/IP;
Возможность работы в роли сервера или рабочей станции.

---

Серверы на основе UNIX

Сервер – компьютер, обрабатывающий запросы других компьютеров в сети и предоставляющий собственные ресурсы для хранения, обработки и передачи данных. Сервер под управлением UNIX может выполнять следующие роли:

Файловый сервер;
Web-сервер;
Почтовый сервер;
Сервер дистанционной регистрации (аутентификации);
Вспомогательные серверы Web-служб (DNS, DHCP);
Сервер доступа к сетям Интернет.

При работе с UNIX-системой в режиме сервера, как правило, используется режим удаленного доступа с помощью некоторой терминальной программы.
Сеанс работы начинается с ввода регистрационного имени и пароля доступа.


Часто для решения задач управления сервером ограничиваются командным режимом работы. В этом случае, для управления используется ввод специальных команд в командную строку в специальном формате. Командная строка имеет специальное приглашение, например:

-bash-2.05b$

Общий вид команды:

-bash-2.05b$ команда [опции] [параметры]

Например, вызов справки по ОС имеет вид:

-bash-2.05b$ man [ключи] [тема]
Для вызова справки по использованию команды man введите
-bash-2.05b$ man man

Интерпретация командной строки

При вводе команд используются следующие соглашения:

Первое слово в командной строке является именем команды;
Остальные слова – аргументы.
Среди аргументов выделяются ключи (опции) – предопределенные для каждой команды слова (символы), начинающиеся с одной (краткий формат) или пары дефисов (длинный формат). Например:

-bash-2.05b$ tar –c –f arch.tar *.c
-bash-2.05b$ tar - -create - -file=arch.tar *.c

При задании опций они могут объединятся. Например следующие команды равноправны:

-bash-2.05b$ ls –a –l
-bash-2.05b$ ls –l –a
-bash-2.05b$ ls –al

Другие аргументы указывают на объекты, над которыми выполняются операции.

Переменные оболочки

При работе в системе существует способ передачи параметров в программы, кроме использования ключей командной оболочки, – использование переменных окружения. Для задания переменной окружения используется команда set. Формат команды:

-bash-2.05b$ set имя_переменной=значение

Удаление переменной окружения выполняется командой unset.
Для обращения к значению переменной используется обозначение $имя_переменной, например команда:

-bash-2.05b$ echo $PATH
- выведет значение переменной PATH.

Примеры переменных окружения, используемых в командной оболочке bash

---

Ряд переменных окружения определены в командных оболочках. Примеры таких переменных в bash:

0 – имя оболочки или исполняющегося командного файла
# - число аргументов номер – аргумент командной строки с соответствующим номером
? – код завершения предыдущем команды
PS1 – формат приглашения командной строки
PATH – содержит перечень каталогов, в которых выполняется поиск исполняемых файлов
HOME – содержит полное имя домашнего каталога
PWD – содержит полное имя текущего каталога
USER – содержит имя пользователя

Специальные символы командной оболочки

При использовании командной оболочки, можно использовать некоторые специальные символы:

; - используется для задания списка команд, обрабатываемых последовательно
| - используется для задания конвейера, используется для перенаправления стандартного вывода первой команды, на стандартный ввод второй
> - используется для перенаправления стандартного вывода программы в указанный файл
< - используется для перенаправления стандартного ввода

Файловая система ОС UNIX

Файл – именованная область на внешнем носителе данных, используемая для хранения некоторой информации. В UNIX файл имеет более общее толкование. Файл – источник данных, которые могут быть считаны, или объект, куда могут быть записаны данные. В качестве файлов могут выступать, например, клавиатура или принтер, подключенный к параллельному порту.
Для упорядочивания операций с файлами используется понятие каталога – структуры, объединяющей группу файлов и других каталогов.
Файловая система – иерархическая структура, описывающая схему подчинения файлов и каталогов, размещаемых на носителе.

Особенности файловой системы FreeBSD

FreeBSD использует используется файловая система FFS (Fast File System), по-другому – UFS. Свойства файловой системы:

управление владельцем файла;
управление правами доступа;
использование специальных флагов (например, указание типа файла – каталог, ссылка и т.п.);
управление характеристиками файлов (имена файлов, временные отметки и т.п.).

Структура файловой системы

Загрузочный блок – один или несколько секторов в начале раздела. Хранит название раздела и программный код, при старте запускающий ядро ОС в память компьютера.

---

Суперблок – содержит общую информацию о файловой системе как совокупности файлов на данном разделе жесткого диска (размер радела UNIX, число свободных и занятых блоков и индексных дескрипторов флаг целостности файловой системы).
Таблица индексных дескрипторов хранит дескрипторы файлов. Дескриптор содержит сведения о файле, размещении файла диске, права доступа к файлу, UID владельца файла, GID группы файла, временные метки файла.
Файлы и каталоги. Каталоги образуют древовидную структуру.

Типы файлов ОС UNIX

В ОС используются следующие типы файлов:

обычный файл – используются для хранения информации;
каталог – содержит имена файлов, относящихся к данному каталогу;
специальный файл устройства – обеспечивает доступ к некоторому устройству;
именованный канал – используется для обмена данными между процессами;
ссылка – для создания связи между данными, хранящимися в разных файлах;
сокет – для организации обмена данных между процессами, существует только пока на него ссылается хотя бы один процесс.

Монтирование файловой системы

Доступ к разделу на носителе информации обеспечивается монтированием раздела в общую файловую систему.
Монтирование обозначается определением файла устройства и точкой монтирования.
При старте системы программа mount запускается стартовым скриптом и автоматически монтирует системы указанные в файле /etc/fstab.
Команда монтирования раздела:

mount файл_устройства точка_монтирования

Атрибуты файла

Для управления доступом к файлу используются специальные атрибуты, определяющие права доступа – биты доступа. Класс доступа задается числовым идентификатором, определяющимся следующим образом:

Для каждой категории задается трехзначное двоичное число:

старший разряд определяет право на чтение;
второй разряд определяет право на запись;
младший разряд – на выполнение данного файла.

Категории определяются следующим образом:

первая категория – владелец файла вторая категория – группа владельца третья категория –остальные пользователи

Владелец			Группа			Остальные			Значение
R	W	X	R	W	X	R	W	X
1	1	1	1	0	1	0	0	0	750

---

Команды манипулирования файлами

Базовые операции с файлами:

cd – изменение текущего каталога;
ls – вывод списка файлов;
cp – копирование файлов;
mv – перемещение файлов;
rm – удаление файлов;
mkdir – создание каталога;
rmdir – удаление каталога;
ln – создание ссылки на файл;
chmod – команда изменения атрибутов;
chown – команда изменения собственника.

Структура файловой системы UNIX

Файловая система UNIX имеет иерархическую структуру, расширяемую до сетевой с помощью ссылок.
В системе имеется единственный корневой каталог обозначаемый специальным символом /. Все прочие каталоги размещаются в нем или его подкаталогах.
Некоторые каталоги системы:

/bin – содержит часто употребляемые команды;
/lib – содержит файлы библиотек Си;
/home – содержит домашние каталоги пользователей;
/usr – содержит подкаталоги с файлами совместного использования;
/var – содержит временные файлы;
/sbin – содержит системные утилиты;
/root – домашний каталог супервизора;
/etc – содержит конфигурационные файлы системы;
/dev – содержит специальные файлы устройств.

Процессы в ОС UNIX

Процесс в ОС создается в процессе запуска приложения со стороны пользователя или самой ОС. Для каждого процесса ОС характерны совокупность набора команд процессора и ассоциированных ресурсов – адресное пространство, стеки, используемые файлы и устройства ввода-вывода и т.п.
Многозадачность ОС означает, что одновременно исполняется множество процессов и задача операционной системы корректно распределить множество имеющихся ресурсов.
Различают:

независимые процессы – используют ресурсы, но не обмениваются информацией;
взаимодействующие процессы – обмениваются информацией, либо их выполнение синхронизировано.

Процессы взаимодействуют с помощью специальных механизмов:

сигналы;
программные каналы;
разделяемая память;
семафоры;
сообщения;
общие файлы.

Атрибуты процесса

Каждый процесс характеризуется набором атрибутов. К их числу относятся:

PID – идентификатор процесса
PPID – идентификатор родительского процесса
UID, GID – идентификаторы пользователя и группы
TT – управляющий терминал (процессы не связанные с управляющими терминалами называются демонами)
SID – идентификатор сессии, устанавливается равным PID лидера сессии;
NICE – приоритет процесса (относительный приоритет)
TIME – процессорное время.

---